兩熟制棉花綠色化輕簡化機械化栽培技術“三字經”

鄭曙峰，王維，劉小玲，徐道青，闞畫春，陳敏，李淑英，張彩霞

（安徽省農業(yè)科學院棉花研究所，合肥 230031）

我國兩熟制棉花分別占長江流域和黃河流域棉區(qū)植棉面積的80%和20%， 對穩(wěn)定我國棉花生產發(fā)揮了重要的作用[1]。 傳統(tǒng)的棉田兩熟種植模式主要有棉花油菜雙育苗雙移栽、油菜（小麥、大麥、大蒜、大蔥等）收獲后移栽棉花及小麥（大蒜、大蔥等）預留行套播或套栽棉花等，這些模式下，棉花生產存在技術復雜、操作工序多、用工多、化肥農藥用量大、生育期長等問題，難以實行機械化作業(yè)和規(guī)?；N植，從而導致棉花生產效益低、棉農植棉積極性低迷。 據(jù)統(tǒng)計，棉花采摘成本占到了總成本的50%。 因此，以棉花機械化直播、機械化收獲（機采棉）和“三減”（減少化肥使用量、減少化學農藥使用量、減少生產環(huán)節(jié)和用工）為標志的綠色化輕簡化機械化栽培技術，是棉花生產現(xiàn)代化的唯一方向和根本出路[2-4]。 狹義上，機采棉是指利用采棉機一次性收獲棉花；廣義上，機采棉模式是指通過選用適宜的棉花品種，采用合理增密、機械直播、全程株型調控和熟性調控等技術措施， 免除間苗、 補苗、整枝、打杈乃至打頂?shù)裙ば?，從而實現(xiàn)棉花集中成熟、全程采用機械化作業(yè)和采棉機一次性收獲的生產方式。 我國西北內陸棉區(qū)機采棉發(fā)展很快，2020 年度新疆機采棉比例達到80%，其中北疆地區(qū)機采棉占北疆棉花總加工量的97%，南疆地區(qū)機采棉占南疆棉花總加工量的60%[5]。 新疆機采棉栽培核心技術主要有合理密植、寬膜覆蓋、膜下滴灌、水肥一體化管理、機械化作業(yè)等[6-7]，但因該棉區(qū)的氣候特征、土壤條件、種植制度、適宜的棉花品種、病蟲草害等與長江流域、黃河流域棉區(qū)差異非常大，這些技術主要適用于西北內陸棉區(qū)一熟制棉花生產，難以復制應用于長江流域、黃河流域棉區(qū)兩熟制棉花生產。

近年來，我國學者通過關鍵核心技術研究和系統(tǒng)集成，形成了具有中國特色的兩熟制棉花綠色化輕簡化機械化栽培技術體系[1]。 筆者團隊針對傳統(tǒng)的兩熟制棉花栽培存在的機械化水平低，特別是免耕單粒精量機械播種難、機收難等“卡脖子”問題，用“三字經”的形式總結了兩熟制棉花全程綠色化輕簡化機械化栽培技術，旨在更好地推廣應用該技術體系，助力兩熟復種棉花生產向綠色化輕簡化機械化方式變革和“碳達峰碳中和”戰(zhàn)略下棉花可持續(xù)發(fā)展。

1 理思路、明路線

針對傳統(tǒng)的兩熟制棉花栽培存在的用工多、機械化水平低，特別是免耕精量播種機械缺乏、單粒精量播種難、機收難等問題，根據(jù)棉花生物學特性和農業(yè)形勢變化，緊扣“兩需”（產業(yè)需求、主體需求），找準和突破“三點”（重點、難點和卡點），圍繞“四環(huán)節(jié)”（品種、種植制度、農機、農藝），抓住農藝“七關鍵”（密、肥、播、調、防、催、收），總結成“十個關鍵字（種[zhǒng]、茬、機、密、肥、播、調、防、催、收）”和“四節(jié)點”，以此達到以綠色化輕簡化機械化生產為主的三簡（簡化施肥、簡化防控、簡化管理）、三減（減少生產環(huán)節(jié)和用工、減化肥用量、減化學農藥用量）、三機（機播、機管、機采）、三提（提高植棉效益、提高資源利用率、提高機械化率），從而實現(xiàn)兩熟制棉花生產方式的根本變革。該技術框架詳見圖1。

圖1 兩熟制棉花綠色化輕簡化機械化栽培技術思路

為了實現(xiàn)兩熟制棉花綠色化、 輕簡化和機械化，根據(jù)棉花的生物學特性，技術途徑上由“優(yōu)（優(yōu)群體）、壯（壯個體）、高（高成鈴率、高積累、高產）”或“精、稀、簡”（精耕細作、低密度、簡化栽培）向“促早、優(yōu)密、適高”[7-12]轉變。

2 改模式、換品種

現(xiàn)有的棉麥、棉油等兩熟制中，棉花種植模式主要圍繞“優(yōu)、壯、高”或“精、稀、簡”，具體來說是選用中熟強優(yōu)勢棉花雜交種，利用營養(yǎng)缽育苗或基質育苗，在前茬作物收獲后低密度移栽[8-12]。 這種模式強調栽培上的精耕細作，充分發(fā)揮雜交棉的個體優(yōu)勢，以較小的群體、健壯的個體達到高產的目的，形象地說是“以個體換群體，以時間換空間，以特種兵打持久戰(zhàn)”的模式。 這種模式的優(yōu)點是可以充分利用兩熟區(qū)的溫、光、水資源，延長棉花的生長發(fā)育時間，發(fā)揮棉花雜交種的個體優(yōu)勢，從而獲得較高的棉花產量及兩熟作物的周年產量； 缺點是環(huán)節(jié)多、用工多、生育期長、成熟和收獲周期長、難以實現(xiàn)機械化作業(yè)。

為了實現(xiàn)基于兩熟制的棉花生產全程機械化，將種植模式改為前茬作物收獲后高密度直播或帶狀間作輪作復合種植棉花[1,13-14]，充分發(fā)揮群體優(yōu)勢，可以概括為“早、密、矮”模式，形象地說是“以群體換個體，以空間換時間，以大兵團打閃電戰(zhàn)”的模式，如小麥、大麥、油菜等作物收獲后直播棉花，棉花、荷蘭豆接茬復種[15]，以食用、綠肥和觀賞為主要目的的菜薹、油菜收獲后直播棉花，棉花花生帶狀間作輪作復合種植（棉花花生當年帶狀間作，翌年兩者換帶輪作）[16]等模式。 棉花品種由常規(guī)育苗移栽采用的生育期135 d 左右的中熟品種換成110 d左右的早熟品種，與栽培技術配套，促進集中吐絮，縮短生產周期。

3 增密度、精直播

由于采用前茬作物收獲后高密度直播或帶狀間作輪作復合種植棉花模式，棉花生產周期（從播種到拔稈）大大縮短，加上須做到棉花集中成熟，因此須大幅增加棉花種植密度到原密度（每666.7 m21 200～1 500 株）的4～6 倍[17-20]，同時還須做到單粒精量直播[21]，播后不間苗、不補苗，大大減少播種出苗期的工序和用工量。

4 減簡肥、一次施

“減簡肥”包括2 個方面，一是減少化學肥料的用量，二是減少施肥次數(shù)。一方面，通過大幅度增加棉花種植密度提高肥料利用率[17-20]；另一方面，通過前茬作物秸稈還田[22-23]、施用棉花專用配方緩控釋肥料，將常規(guī)施肥的3～5 次減少到1 次，比常規(guī)的低密度育苗移栽植棉減少化肥用量50%[24-33]， 進一步提高肥料利用率，從而達到減量、簡化施肥的目的?！耙淮问敝竿ㄟ^播種施肥機一次性施用棉花專用配方緩控釋肥料。 棉花生長發(fā)育中后期，可結合噴藥用無人機追施葉面肥料。

5 全程調、簡管理

從播種開始， 通過減量施肥進行營養(yǎng)調控，并在苗蕾期至花鈴期施用縮節(jié)胺5 次左右、吐絮期施用催熟脫葉劑進行株型調控和熟性調控，從而達到集中成熟的目的，還可免去整枝、打杈、打頂?shù)裙ば?，大大簡化管理，?jié)省人工，實現(xiàn)機械化作業(yè)[1,34]。

6 減農藥、簡防控

油菜等前茬作物收獲后直播棉花，可以避開棉花生長前期的蟲害和病害， 可通過安裝殺蟲燈，中后期綜合使用生物食誘劑、性誘劑、生物源農藥和高效低毒化學農藥防治病蟲害?；瘜W防治按防治指標與化學農藥限量標準進行，運用地面高桿噴霧器械、無人機施藥，實行統(tǒng)防統(tǒng)治。采用多功能覆秸播種機在播種的同時將前茬秸稈粉碎均勻覆蓋還田，可以抑制苗期草害的發(fā)生，減少除草劑的用量[33,35,40]。與常規(guī)的育苗移栽植棉相比，除草、防病蟲的化學農藥用量可以減少40%左右，且防控措施大大簡化。

7 集中熟、一次收

通過調整種植模式、更換棉花品種、大幅度增加密度、實施全程營養(yǎng)調控和化學調控等技術措施，能使棉花生產周期縮短80 d 左右，吐絮期縮短50%以上，可實現(xiàn)棉花集中成熟[1,36-39]和一次性收獲。

8 綠色化、輕簡化、機械化

通過上述技術措施， 可實現(xiàn)兩熟制棉花綠色化、輕簡化、機械化、適度規(guī)?；a，可歸納為“八個一、四個三”，即：一改（改模式）、一換（換品種）、一增（增密度）、一播（一次播）、一肥（一次肥），一收（一次收）、一調（一直調）、一縮（縮周期），三簡、三減、三機、三提。 該技術于2020 年、2021 年、2022 年被安徽省農業(yè)農村廳評為安徽省主推技術，制定了多項國家 農 業(yè) 行 業(yè) 標 準 和 安 徽 省 地 方 標 準[16，23，31-33，35，37-40]。通過應用該技術，可達到“80-70-60-50-40-30”效果，即：與兩熟制常規(guī)育苗移栽植棉技術相比，棉花生產周期縮短80 d 左右； 生產環(huán)節(jié)減少， 省工70%；農業(yè)機械對人工的替代率達60%；增加棉花種植密度，一次性施用專用配方緩控釋肥料，使肥料利用率提高，化肥用量減少50%；前茬作物收獲后高密度直播棉花， 可避開生長前期的蟲害和病害，加上應用綠色化防控技術，可使農藥施用量減少40%左右；綜合效益提高30%[1]。